Die Revolution der Elektrofahrzeuge ist in vollem Gange. Wenn Sie sich darauf konzentrieren, eine Umgebung zu gestalten, die genügend Strom für die weltweit wachsende Zahl von Elektrofahrzeugen liefert, müssen Sie darauf vertrauen können, dass Sie die steigende Nachfrage durch eine intelligente und skalierbare Produktionsstrategie decken können, die es Ihnen ermöglicht, Wachstum von Anfang an zu realisieren. Jede Unterbrechung der Batteriezulieferung – oder eine Verzögerung bei der Inbetriebnahme der Gigafactory – kann die Produktionspläne für Elektrofahrzeuge schnell zum Scheitern bringen.
Zu den Herausforderungen der Batteriehersteller gehören vielfältige Produktionsanforderungen, kürzere Projektlaufzeiten und begrenzte Produktionskapazitäten. Automobilhersteller sind auf die Maximierung der Batterieproduktionszahlen angewiesen, da sie nur so den exponentiell wachsenden Bedarf decken können. Um konstant qualitativ hochwertige und sichere Batterien zu liefern, müssen Sie häufig neue Automatisierungstechnologien in bereits bestehende Prozesse integrieren und dabei mithilfe von Modellierungs- und Simulationswerkzeugen „Was-wäre-wenn“-Produktionsszenarien offline testen, damit die knappen Projektfristen eingehalten werden können. Zudem müssen Sie in der Lage sein, Anpassungen während des Betriebs vorzunehmen, um mit der rasanten Entwicklung der Batterietechnologie Schritt halten zu können.
Aus diesem Grund bauen die Hersteller von Elektrofahrzeugen und Batterien ihre Produktionskapazitäten schnell aus, indem sie eine vernetzte Gigafactory für Batterien entwickeln. Noch nie war es so wichtig wie heute, eine intelligentere und effektivere Fertigung mithilfe digitaler visueller Unterstützungstools zu realisieren, mit denen Projekte beschleunigt, Ausfallzeiten verringert und Offline-Tests durchgeführt werden können. Dies bedeutet, dass riesige Batterieproduktionsanlagen erforderlich sind – kein geringes Unterfangen.
Wertschöpfung im gesamten Unternehmen
Wie also baut man eine erfolgreiche Gigafactory zur Batterieherstellung auf? Die Lösung hierfür sind intelligente, harmonische Abläufe in Ihrer intelligenten Fabrik. Und um dies zu realisieren, benötigen Sie ein Manufacturing Execution System (MES) als Eckpfeiler Ihrer vernetzten Gigafactory, über das wir vor kurzem berichtet haben. Ein modernes MES schließt die Lücke zwischen IT und OT und ermöglicht durchgängige Konnektivität und Transparenz, um die Hersteller bei der Optimierung ihrer Abläufe und der Lösung wichtiger Qualitätsprobleme zu unterstützen.
Digitalisierte Unternehmen können schneller auf Marktanforderungen reagieren und ein MES trägt entscheidend dazu bei. Eines der wichtigsten Leistungsmerkmale eines MES ist die Fähigkeit, die Herausforderungen des Lebenszyklus in der digitalen Welt zu lösen, bevor sie in der realen Welt zu „Hätten-wir-doch-nur“-Momenten werden. Ein MES sorgt auch für herausragende Agilität und Flexibilität, wenn es mit Modellierungs- und Simulationstools eingesetzt wird, um „Was-wäre-wenn“-Produktionsszenarien offline zu testen. Indem es Ihre Betriebsabläufe über Anlagen und globale Unternehmenssysteme hinweg verbindet, erhält das Produktionspersonal Echtzeiteinblicke, um intelligentere, schnellere Entscheidungen treffen und so die Reaktionszeiten verkürzen zu können.
Der Einsatz eines integrierten MES ermöglicht es Ihnen, Ihre gesamte Gigafactory zu visualisieren und bereits in einem frühen Stadium Ihres Projekts intelligente Abläufe zu verwirklichen, was langfristig Zeit und Geld spart.
Digitale Innovation als Grundlage zur Deckung des Bedarfs
Für Hersteller von Elektrofahrzeugen ist Simulationssoftware ein Muss, wenn es darum geht, verkürzte Projektlaufzeiten zu meistern, Produktionsanforderungen zu ändern und Produktionskapazitäten zu verbessern.
Durch die Umstellung auf Digitalisierung und die Verwendung digitaler Zwillinge können Hersteller doppelt profitieren, da dank digitaler Zwillinge auch der Designprozess flexibler wird. Mit einem digitalen Zwilling können Sie Szenarien offline präzise testen, was eine kontinuierliche Verbesserung der Anlagen über ihre gesamte Nutzungsdauer hinweg ermöglicht. Mit einem digitalen Zwilling lassen sich Maschinen und Anlagen gestalten, testen und erproben – lange bevor Sie Teile kaufen oder neue Mitarbeiter einstellen. Dadurch können Sie die Arbeitsweise Ihrer Mitarbeiter optimieren, Ihr Unternehmen weiterentwickeln und mit dem schnellen Wandel in der Industrie für Elektrofahrzeuge Schritt halten.
Mithilfe von Emulate3D™, der Software zum Erstellen digitaler Zwillinge können Hersteller von Elektrofahrzeugen und Batterien die Möglichkeiten in Bezug auf Design und Leistung ihrer Maschinen erweitern. Die Emulate3D-Technologie ist unabhängig von SPS und CAD und bietet so den unterschiedlichsten Anwendern eine optimale Lösung für die virtuelle Inbetriebnahme. Sie sehen, wie eine Maschine funktioniert, noch bevor Teile bestellt werden. Sie erkennen Steuerungsprobleme bereits vor dem Einsatz vor Ort. Und Sie versetzen das Anlagenpersonal in eine virtuelle Welt, in der es ohne Angst vor den Konsequenzen an Systemen üben, künftige Leistungen vorhersagen und Linienänderungen simulieren kann.
Konstruktion nach Demonstration
Für Emulate3D gibt es bei der Konstruktion Ihrer Gigafactory drei Schwerpunkte. Mithilfe der verschiedenen Standardwerkzeuge von Emulate3D können Sie Ihr Anlagenlayout entwickeln und schnell den Punkt erreichen, an dem ein realitätsnahes System vorliegt. Nach der anfänglichen Demonstrationsphase können Sie mithilfe einer standardisierten Maschine und eines Codes ein echtes Modell rendern, das Konzepte aufzeigen und Ideen vermitteln kann, um sicherzustellen, dass alle an einem Projekt beteiligten Parteien dasselbe Konzept und dieselbe Vision haben.
Der erste Schwerpunkt ist die Fähigkeit, Ihre Konzepte zu veranschaulichen und visuelle Erfahrungen für alle Beteiligten zu schaffen – und das noch vor dem ersten Spatenstich. Verkürzte Projektfristen können nur eingehalten werden, wenn die Voraussetzungen dafür bereits in der Planungsphase geschaffen werden. Mit Software für digitale Zwillinge können Sie Konzeptmodelle Ihrer Anlage erstellen, um zu prüfen, wie das ursprüngliche Systemdesign funktioniert. Ganz gleich, ob Sie versuchen, eine Anlage zu integrieren oder Ihren detaillierten Produktionsablauf zu konsolidieren, die Emulationssoftware gibt allen Beteiligten die Werkzeuge an die Hand, mit denen sie ein 3D-Layout des Konzeptmodells erstellen können. Dank ihr verstehen die Beteiligten, wie sie durch ein präzises Verständnis des Konzepts die Entwicklungszeit verkürzen und schnellere Entscheidungen treffen können.
Skalierung dank Simulation
Nach der Genehmigung Ihres Modellkonzepts besteht der zweite Schwerpunkt für die Inbetriebnahme einer Gigafactory darin, Ihr Design durch Simulationen und Versuche mit der Software Emulate3D zu testen. Wenn es um Simulation mit Emulate3D geht, ist damit ein in sich geschlossenes Modell gemeint, das es Ihnen ermöglicht, bestimmte Vorgänge zu wiederholen und zu experimentieren, um Variablen innerhalb eines Systems zu analysieren, z. B. wie Sie Ausfallzeiten verhindern und die Produktion steigern können.
Diese Tests sind von entscheidender Bedeutung, sobald Sie Entscheidungen zu Faktoren wie verschiedene Anlagenkomponenten treffen müssen – vielleicht sind einige Teile günstiger und langsamer in der Verarbeitung oder sie sind teurer und dafür schneller in der Verarbeitung. Möglicherweise treffen Sie Entscheidungen, ob Automatisierung eingesetzt werden soll oder nicht, oder Sie analysieren Systeme, um festzustellen, ob das Design langfristig der Nachfrage gerecht werden kann. Es ist nicht ungewöhnlich, dass ein System sowohl aktuelle als auch zukünftige Anforderungen erfüllen muss. Mit der Emulationssoftware lässt sich feststellen, ob die aktuelle Konfiguration des Systems diese Anforderungen ohne Ausfallzeiten oder Anpassungen erfüllen kann.
Das Beste daran ist, dass sich diese Tests simulieren lassen, indem verschiedene Variablen eingestellt und dann Modelle ausgeführt werden, was abhängig von den jeweiligen Anforderungen Ihres Werks schnell oder bewusst geschehen kann. Durch die Verwendung importierbarer Modelle typischer Standard-Fördertechnikanlagen oder Ihrer kundenspezifischen CAD-Ausrüstung erhalten Sie einen direkten Einblick in den Durchsatz des Systems.
Erweiterung mit Emulation
Der dritte Schwerpunkt für die Errichtung einer Gigafactory liegt auf der Offline-Erprobung neuer Produktionsprozesse, durch die Sie letztlich Zeit und Geld bei der Inbetriebnahme sparen. Die Emulation hingegen ermöglicht es Ingenieuren, ihre Programme in einer virtuellen Umgebung mit 3D-CAD-Objekten (Computer-Aided Design) auszuführen. So können sie das System ganzheitlich beurteilen, ohne auf die Fertigstellung der Maschine warten zu müssen. Sie können damit eine virtuelle Maschine aufbauen, die die tatsächliche Betriebslogik verwendet und mit einem Steuerungssystem verbunden ist. Anschließend können Sie die Maschine Leistungstests unterziehen, sie entstören und verifizieren, bevor Sie sie in Betrieb nehmen. Und Sie können die Maschine emulieren, um neue Konfigurationen und Produkttypen zu testen. Somit sind die Möglichkeiten zur Anwendung eines digitalen Zwillings bei der Inbetriebnahme einer Gigafactory nahezu unbegrenzt.
Sobald Sie die logischen Steuerungen aus dem kritischen Pfad des Projekts herausgenommen haben, können Sie die Inbetriebnahme des Systems mithilfe einer Reihe von Kontrollkästchen durchführen. Funktionieren zum Beispiel die Sicherheitsvorrichtungen und ist die Elektrik richtig verkabelt?
Die Emulation bietet auch die Möglichkeit, in einer virtuellen Umgebung Aufgaben auszuführen, die in einer realen Umgebung gefährlich, zu zeitaufwendig oder zu teuer wären, zu viel Rohstoffe verbrauchen oder eine andere Produktion gefährden könnten. Daher können Sie Ihr System digital wesentlich schneller, günstiger und mit weniger Risiko testen, um Entscheidungen zu treffen, die für den Start Ihrer Gigafactory sehr wichtig sein können.
Es gibt unzählige Möglichkeiten, wie Software für Emulation und digitale Zwillinge die industrielle Maschinenkonstruktion unterstützen kann und wie durch die Technologie die Zusammenarbeit zwischen Herstellern von Elektrofahrzeugen und Batterien gefördert werden kann. Nutzen Sie unsere Ressourcen für die Automobilindustrie, um mit der immer komplexeren und schnelllebigeren Branche Schritt halten zu können.
